【求助】有一个偏微分方程我不知道用mathematica怎么解
mathematica吧
全部回复
仅看楼主
level 5
IMRBK 楼主
我想用NDSolve解一个偏微分方程。
这个方程像这样的。
方程是:
初始条件是(当x不等于0时候,初值全部为0;当x=0时,初值是一个数C0):
边界条件是(这个边界条件我实在不会弄):
==
x的长度随便,D和k是一个常数,C是一个关于x和t的函数。
求各路神仙帮助(stackexchange实在不会打公式啊不知道咋问),现在在这问问希望有人能帮帮我!
2015年10月27日 18点10分 1
level 5
IMRBK 楼主
微分方程的x的另一端就随便设,设它永远为0都可以。
2015年10月27日 18点10分 2
level 9
边界条件有三类吧,你百度一下,然后看看是第几类叫什么,然后在exchange上搜这个名称就行。
2015年10月28日 08点10分 3
能不能告诉我怎么知道边界条件的类型,我不太懂PDE,但我知道有限元一点。
2015年10月28日 17点10分
我找到边界条件的类型了。我尝试一下,其实我希望假设D为D(x)多项式来估算里面这个扩散内部的吸附的物质分布,然后得到更好的拟合。这个其实有一个傅里叶一样的级数展开的解析解。
2015年10月28日 17点10分
你给出的边界条件似乎不够,应该还有一个。
2015年10月29日 06点10分
@IMRBK “我不太懂PDE,但我知道有限元一点。”,这话说出来不太好听,但是不“懂”PDE是不可能“知道”有限元的。
2015年11月07日 10点11分
吧务
level 15
1 既然你说了你这是扩散问题,那我可以肯定,你的唯一一个边界条件的设法是错误的。你找本说偏微分方程的书,或者专讲热传导方程的书,看看三类边界条件代表的含义和设定方法。
2 你的初始条件设法也是错的,或者说是病态的,这里的“源”不能是一个仅有有限高度的点,它必须得是一个DiracDelta函数,否则在理论上你的这个问题的解就是恒为0,关于这个可以参考http://mathematica.stackexchange.com/q/81152/1871http://mathematica.stackexchange.com/a/71945/1871
3 其实你要是仔细读读上面我给的第一个链接大概就已经足以自力解决你所面临的问题了,不过既然谈到了边界条件够不够的问题那我觉得我有必要再啰嗦两句。边界条件确实可以只给一个,这类问题的确切名字应该是“
半无限域上的一维抛热传导/扩散方程求解问题”,它实质上有一个隐含的边界条件,那就是待求函数在整个求解区域内
有界。这类问题在版本10.2以前,可以通过LaplaceTransform进行求解,而在版本10.3,Mathematica的DSolve已经有了重大的增强,此类问题,只要把我上面提及的错误全改了,那么DSolve完全可以求解,以下是我随便改的一个版本,边界条件用了一个第二类的:
2015年11月07日 11点11分 4
专业解答赞一个[呵呵]
2015年11月08日 08点11分
谢谢你了啊,初始条件的确要用迪雷克delta,但我看到你的边界条件应该不是那个等式。我用有限差分法是很容易做的,但很慢。我们也在相关书籍找到了真正的解析解,但我们希望用mathematica的有限元解法快点解,然后我们可以假设其中一个参数为多项式做优化猜测模型。
2015年11月09日 18点11分
要是边界条件能解我那个就好了,就是一边对x求导,一边对t求导,这个边界条件看起来虽然奇怪,但我们的模型是这样的,我们也没办法。我看看能不能用NeumannValue这个玩意求解。
2015年11月09日 20点11分
@IMRBK 那么我要问一下你的这个边界条件是否有文献支持。顺便有限差分法能出结果并不能说明什么问题,你所得的解或许只是在用有限替代无限的近似中把问题本质给变了,我上面的第二点里所给的链接就是一个例子。
2015年12月05日 11点12分
level 3
吧主很强,受益了
2016年09月02日 03点09分 6
level 9
很少见的问题,忍不住做了一下。吧主用拉普拉斯变换做的,我就给个傅里叶变换的吧。我一开始是想用自相似方法来做,但发现有个障碍始终克服不了,所以最后的结果是相当于凑出来的,有高手能指出其中的问题就好了,这里就一并贴出来。
2018年09月04日 15点09分 11
傅立叶正弦变换对楼主的问题确实是个更优的方法。(因为它自动把无限远处的边界“加”上了。)我在5楼所做的讨论在某些情况下可能非常困难,这是一个例子:mathematica.stackexchange.com/q/158578/1871
2018年10月05日 18点10分
level 1
hhh,看见第一反应是齐次热传导微分方程
2018年09月19日 12点09分 12
level 2
最近也在研究这个问题、
2018年11月14日 13点11分 14
1